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初中 九年级 化学
第九单元 第三节 金属的锈蚀与防护
【学习目标】
1.了解铁锈的主要成分,通过化学实验，探究影响钢铁锈蚀的因素。
2.通过实验探究活动，加深对实验探究中控制变量法的理解，增进对科学探究各环节意义的认知，提高科学探究能力。
3.结合具体实物和已有经验，了解防止或减缓钢铁锈蚀的具体措施，掌握某些在实际生活生产中解决现实问题的方法。
4.通过项目式学习活动，了解钢铁的锈蚀与防护以及回收利用废旧金属对环境及资源保护的重要意义。
金属锈蚀所造成的经济损失大致为国家国民生产总值的4%左右，远远超过水灾、火灾、地震损失的总和。
金
属
的
锈
蚀
查阅资料
锚链是连接船体与锚的钢铁链条，主要用于传递和缓冲船舶所受的外力。
生锈现象
杀人致命
为什么？
我的发现 我的问题
我的发现与问题
2.事故是在锚链舱中发生的
③锚链舱是一个怎样的环境呢？
④锚链舱中铁生锈和船员身亡有什么关系？
1.铁锈是这个事件中的“杀手”
①铁锈是什么？
②铁为什么会生锈？
3.在生活中，生锈现象是随处可见的，而在这个事件中却造成了严重的后果。
⑤如何防止此类事件再次发生呢？
生锈原理
外界
条件
如何防止钢铁生锈
提出猜想
铁生锈是一种常见的化学变化，铁锈是一种红色固体，主要成分是氧化铁（Fe2O3）
氧化铁 Fe2O3
铁 Fe
提出猜想：
铁生锈是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果
导致钢铁锈蚀的因素
铁制菜刀用水冲洗后擦干
雨水浇淋过的自行车
自来水管长期和水接触
提出猜想
铁生锈是一种常见的化学变化，铁锈是一种红色固体，主要成分是氧化铁（Fe2O3）
氧化铁 Fe2O3
铁 Fe
提出疑问：
哪些因素又加速了钢铁的锈蚀呢？
导致钢铁锈蚀的因素
长期浸泡在水中的铁制小船
切过咸菜的菜刀
酸雨浇淋过的钢铁建筑
金属制品所处环境 腐蚀情况
铁制菜刀用水冲洗后擦干 几天也不会生锈
雨水浇淋过的自行车 易锈蚀
自来水管长期和水接触 易锈蚀
长期浸泡在水中的铁制小船 锈蚀较慢
雨水淋过的自行车 锈蚀较快
经酸雨淋过的建筑 锈蚀很快
提出猜想和疑问：
铁生锈是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果。哪些因素又加速了钢铁的锈蚀呢？
提出猜想
导致钢铁锈蚀的因素
设计实验方案
实验材料：洁净的铁钉、蒸馏水、植物油、食盐、白醋、试管等。
温馨提示：注意对变量的控制，当探究多个因素对某个化学变化的影响时，需要设计多组对比实验，每一组探究一个影响因素。
实验验证
影响钢铁锈蚀的因素
实验验证
影响钢铁锈蚀的因素
设计实验方案
实验材料：洁净的铁钉、蒸馏水、植物油、食盐、白醋、试管等。
实验一
实验二
实验三
实验四
实验五
食盐
水
白
醋
为什么这样设计实验？
每个实验想要探究哪种因素对铁生锈的影响呢？
实验验证
影响钢铁锈蚀的因素
设计实验方案
实验材料：洁净的铁钉、蒸馏水、植物油、食盐、白醋、试管等。
问题思考
1.通过实验结果分析，钢铁的锈蚀与哪些因素有关？
2.实验一中使用的蒸馏水为什么要经过煮沸，为什么要在上方滴入植物油？实验二中为什么要加入干燥剂？
3.铁可以与酸反应，实验五所用的白醋中含有醋酸，铁钉是否会因为与酸反应而消失？
实验验证
影响钢铁锈蚀的因素
问题思考
1.通过实验结果分析，钢铁的锈蚀与哪些因素有关？
实验序号 铁钉所处环境 实验现象
1 干燥的空气 铁钉没有生锈
2 完全浸没在水中 铁钉没有生锈
3 铁钉浸没一半在水中 铁钉在空气、水的
界面处生锈
4 铁钉浸没一半在食盐水中 铁钉严重锈蚀
5 铁钉沾了白醋 铁钉严重锈蚀
实验结论：1.铁生锈的条件是水和氧气同时存在；
2.氯化钠、醋酸等介质能够加速钢铁的锈蚀。
实验验证
影响钢铁锈蚀的因素
实验二加入干燥剂且盖上橡皮塞，目的是防止空气中的水蒸气影响实验结果。
实验一的蒸馏水要经过煮沸且在上方滴入植物油，目的是防止水中的氧气影响实验结果。
严格控制变量
实验五中的白醋中含有醋酸，但浓度很低，用量很少，铁钉没有消失而是加速了锈蚀。
问题思考
2.实验一中使用的蒸馏水为什么要经过煮沸，为什么要在上方滴入植物油？实验二中为什么要加入干燥剂？
3.铁可以与酸反应，实验五所用的白醋中含有醋酸，铁钉是否会因为与酸反应而消失？
醋酸，化学式CH3COOH，为食醋主要成分。
我的问题 我的探究结论
③锚链舱是一个怎样的环境呢？
④锚链舱中铁生锈和船员身亡有什么关系？
①铁锈是什么？
②铁为什么会生锈？
⑤如何防止此类事件再次发生呢？
①铁锈的主要成分是氧化铁。
②钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。影响钢铁锈蚀的因素有钢铁本身的成分、环境的温度、湿度、酸碱性等。
我的问题与结论
相对封闭的空间
空气非常湿润
锚链沾有海水
锚链舱是专门用于堆放锚链的舱室，其形状一般为圆柱形，横截面较小而舱较深，是一个相对封闭的空间。
提出猜想：
钢铁锈蚀过程中不断消耗其中的氧气，这就导致锚链仓中空气里的氧气含量很低，所以导致船员缺氧而死。
提出猜想
得到结论
钢铁锈蚀过程中不断消耗其中的氧气，这就导致锚链仓中空气里的氧气含量很低，所以导致船员缺氧而死。
制作脱氧剂
趋利避害
从化学学科的角度，我们应该如何避免此类事故的发生呢？
如何防止此类事件再次发生呢？
我的问题 我的探究结论
③锚链舱是一个怎样的环境呢？
④锚链舱中铁生锈和船员身亡有什么关系？
①铁锈是什么？
②铁为什么会生锈？
⑤如何防止此类事件再次发生呢？
如何防止钢铁生锈
①铁锈的主要成分是氧化铁。
②钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。影响钢铁锈蚀的因素有钢铁本身的成分、环境的温度、湿度、酸碱性等。
我的问题与结论
③锚链舱相对封闭、空气湿润、锚链沾有海水。
④钢铁锈蚀过程中不断消耗其中的氧气，这就导致锚链仓中空气里的氧气含量很低，所以导致船员缺氧而死。
1.车架表面喷漆
2.车把、轮圈上镀金属铬或金属锌，也就是镀上一层不易锈蚀的金属
3.定时在链条、车轴上涂油
4.辐条、螺丝选择不易生锈的不锈钢材料
观察生活
自行车中采取了哪些防锈措施？其防锈的原理是什么？
减缓钢铁锈蚀的方法
覆
盖
保
护
层
改变金属的组成和结构
知识拓展
材料 不锈钢
表面的“膜”
“膜”的特点
不除去的结果
使用时的注意事项
疏松多孔
致密坚固
加速锈蚀
自我保护
自我保护
致密坚固
不锈钢制品
铝制品
铁制品
钝化膜
氧化铝薄膜
铁锈
结构决定性质
防锈处理及时除锈
不宜用硬物摩擦
铝
铁
迁移应用
对于船上的锚链，我们可以选择哪些防锈措施呢？
覆盖保护层
改变金属的组成和结构
我的思路
成本较高
耐磨、耐海水腐蚀
及时清洗、除锈
迁移应用
对于船上的锚链，我们可以选择哪些防锈措施呢？
具体问题具体分析
表面涂抹煤焦沥青液或船用油漆
日常用水枪清洗
去除多余的盐
定期除去表面的污物和铁锈
及时补漆
回归生活
钢铁制品在使用过程中的新旧更替现象是必然的，由于金属制品的锈蚀、损坏和自然淘汰，每年都有大量的废旧金属产生。如果随意弃置这些废旧金属，既造成了环境污染，又浪费了有限的金属资源。
回归生活
废旧金属的回收利用
易拉罐 一次性家用电池 废旧铁链 钮扣电池 充电锂电池
我们应该去哪里？
回归生活
废旧金属的回收利用
易拉罐 一次性家用电池 废旧铁链 钮扣电池 充电锂电池
回归生活
废旧金属的回收利用
节约资源、保护环境，实现社会的可持续发展
科学严谨
系统设计
探究思路
钢铁的
锈蚀与防护
学科观念
思维方法
比较、分析、推理、归纳
整体建构
提出猜想
建立假设
实验验证
获得结论
迁移应用
节约资源、保护环境
社会责任
实验观
1.下列各种情况中，埋在地下的铸铁管道腐蚀最慢的是（ ）
A.在潮湿、疏松、透气的中性土壤中
B.在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中
C.在干燥、致密、不透气的中性土壤中
D.在沿海潮湿的土壤中
2.常见的金属防锈方法有： ① 在表面喷漆；② 在表面涂油；③ 在表面镀一层其他金属；④ 在表面覆盖搪瓷；⑤ 改变金属的组成和结构。
请问下列常见金属制品通常采用哪种方法防锈？（填序号）
（1）门把手 ；
（2）机器上的齿轮 ；
（3）汽车车身 ；
（4）铁盆 ；
（5）不锈钢医疗器械 。
学以致用
课堂检测
3.某同学发现家里用的铜质水龙头表面出现了一层绿色的锈渍。经查阅有关资料，他了解到这层锈渍的化学成分是碱式碳酸铜〔Cu2(OH)2CO3 〕。仔细观察了水龙头的使用环境后，他依照钢铁锈蚀的探究方法进行如下实验：
① 将铜片放在干燥的空气中；
② 将铜片完全浸入水中；
③ 将铜片部分浸入水中。
根据对实验的观察、分析，得出了如下结论：金属铜在潮湿的环境中容易锈蚀；铜的锈蚀是与水、空气中的氧气共同作用的结果。请回答以下问题：
（1）你赞同他的结论吗？请说明理由。
（2）要弄清金属铜锈蚀的影响因素，你认为还应该补充哪些实验？为什么？
（3）通过解决上述问题，你有哪些收获？
学以致用
课堂检测
资源，是大自然馈赠给人类的礼物，资源有限，贵在节约和保护，请同学们做一位节约爱护资源的好公民！
教师寄语

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